Dobíjecí lithium-iontové baterie zvyšují poměr uložené energie k objemu rychlostí přibližně 8 % za rok. Pokud toto tempo bude pokračovat, přiblíží se k hodnotám benzinu přibližně za deset let. Vědci nyní pracují na hliníkovo-vzduchových bateriích, které jsou podstatně lehčí a levnější.
Dosud byla největším problémem baterií využívajících kov koroze. Tým odborníků z Massachusettského technologického institutu pod vedením profesora Brandona J. Hopkinse však nyní zveřejnil výsledky svého výzkumu, ve kterém se zabýval hliníkovo-vzduchovými akumulátory. Článek byl publikován také v časopise The Science.
Neztrácejí energii
Zatímco běžné lithium-iontové baterie mohou za měsíc nepoužívání ztratit 5 % uložené kapacity, hliníkové baterie mohou kvůli korozi za stejné období ztratit až 80 %. Proti tomu zkoumané hliníkovo-vzduchové akumulátory za stejných podmínek ztrácejí jen 0,02 %, což je velmi zásadní zlepšení.
Standardní baterie mají mezi anodou a katodou tekutý elektrolyt. Energii těží z uvolněných elektronů z iontů, pohybujících se od anody ke katodě. V případě hliníkových baterií je problém v tom, že hliník přitahuje vodu, která zůstane na povrchu elektrody i po případném odčerpání elektrolytu, a ta následně jejím vlivem koroduje. Tím dochází k postupné degradaci baterie. Hliníkové baterie jsou přitom jedním z nejlehčích a nejkompaktnějších typů.
Odborníci našli řešení v podobě ochrany hliníkové elektrody olejem. Nové baterie mají mezi anodou a katodou tenkou membránu. Když se baterie používá, je v obou částech naplněna elektrolytem. Při přepnutí do pohotovostního režimu se elektrolyt dočasně nahradí olejem, který ochrání hliník před korozí. Při dalším použití je olej opět nahrazen elektrolytem. Nehrozí přitom, že by olej ulpěl na elektrodě, protože hliník olej odpuzuje.
Pro testování těchto baterií byl použit realistický scénář, kdy vědci vyčerpali malou část energie baterií a nechali je den nebo dva odpočívat. Pak celý proces opakovali. Tím napodobovali používání elektromobilu v městském provozu. Jejich baterie vydržela fungovat dvacet čtyři dní, tedy osmkrát déle než tradiční hliníkovo-vzduchová varianta.
Budoucnost ještě není růžová
I se systémem pro přečerpávání oleje jsou nové baterie stále pětkrát lehčí a dvakrát kompaktnější než dnes v elektromobilech nejčastěji používané dobíjecí lithium-iontové akumulátory.
Otevírá se tedy prostor pro nahrazení lithium-iontových baterií? Přinejmenším v příštích několika letech bohužel nikoli. Nejprve je nutné vyřešit problémy s dobíjením, neboť první generace těchto akumulátorů není dobíjitelná, případně je lze nabít jen několikrát.
Za stávajících podmínek by tyto baterie byly použitelné jen jako vyměnitelné. Mohly by fungovat tak, že na „čerpací stanici“ vytáhne robot akumulátory z vozu a nahradí je nabitými. Ty by pak bylo možné nabít složitějšími mechanickými metodami.
Další možnost využití tkví v prodloužení dojezdu, respektive výdrže na jedno nabití. Pokud by majitel nechal svůj elektromobil několik měsíců stát, stále by měl jistotu, že s ním dokáže dojet alespoň na nejbližší nabíjecí stanici.
Technologie akumulátorů je jednou z největších překážek současného technologického pokroku. Asi všichni sníme o smartphonech, které nebudou vyžadovat dobíjení častěji než jednou týdně. Stejně tak doufáme, že elektrické automobily zvládnou přejet na jedno nabití celou republiku tam a zpět. Lehčí a menší baterie by mohly znamenat zásadní zvrat i v leteckém průmyslu.
Ačkoli tedy zatím nebudeme jezdit v autech poháněných výhradně hliníkovo-vzduchovými akumulátory, je stávající výzkum dalším krůčkem na cestě k lepší budoucnosti v tomto segmentu. Mnozí odborníci jsou přesvědčeni, že hliníkové baterie mohou být v automobilovém průmyslu jedinou životaschopnou náhradou za lithium-iontové akumulátory a benzín.
